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[교과연계수업] 추운 겨울, 체감온도 높이려면?

안녕하세요. 디사이언스입니다. 

날씨가 추운 겨울이 되면 날씨 뉴스를 통해 자주 듣는 말이 있습니다. ‘오늘은 어제보다 체감온도가 더 낮을 것 같습니다.’와 같은 말이지요. 날씨에서 종종 들어 본 ‘체감온도’가 정확히 무엇이고, 어떻게 만들어졌는지 아시나요? 기사를 통해 체감온도에 대해 알아봅시다. 

탐험가의 도전으로 만든 체감온도


에취~! 전국 기온이 영하로 뚝 떨어졌다. 어제 기온은 영하 10℃, 오늘 기온은 영하 5℃다. 기온은 어제보다 높아졌는데, 이상하게 오늘 날씨가 어제보다 더 매섭고 춥다. 왜 그렇게 느끼는 걸까?

추위를 느끼는 요소에는 기온만 있는 것이 아니기 때문이다. 바람이나 습도, 햇볕에 따라 추위를 느끼는 정도가 달라진다. 그래서 덥거나 춥다고 느끼는 정도를 숫자로 나타낸 온도를 만들었는데, 이 온도가 바로 ‘체감온도’다.

공기의 온도를 뜻하는 기온은 온도계를 이용해 재는 기계적인 온도다. 그러나 체감온도는 온도계로 재는 온도가 아니라 계산하는 온도다. 춥다, 덥다고 느끼는 정도는 사람마다 달라 숫자로 나타내는 작업이 좀처럼 쉽지 않다.

체감온도를 처음 계산한 사람은 미국의 탐험가 폴 사이플과 찰스 파셀이다. 이들은 남극을 6번이나 정복하면서 체감온도의 필요성을 절실하게 느꼈다.

1939년 사이플과 파셀은 남극에서 플라스틱 실린더에 물을 채워 건물 위에 매달고 실험을 했다. 바람과 기온에 따라 실린더의 물이 어는 시간을 5분 간격으로 측정하고, 그런 다음 피부의 단위 면적당 열이 손실되는 양을 계산해 체감온도를 구하는 식을 만들었다. 최초의 체감온도 계산식이다.

사이플과 파셀이 만든 체감온도 계산식은 당시 겨울철 야외활동과 군 작전 훈련에 널리 쓰였다. 그러나 물이 어는 것을 피부의 열손실에 적용했다는 점과 이 계산식으로 체감온도를 구하면 과장된 값이 나온다는 점 때문에 학자들의 비판을 받기도 했다.

 

기온이 높아도 더 추운 이유

체감온도를 구하는 방법에는 여러 종류가 있다. 체감온도는 환경이나 사람에 따라 주관적인 느낌을 숫자로 나타낸 것이기 때문이다. 여러 가지 체감온도 계산식이 있지만 우리나라 기상청에서 쓰는 계산식은 2001년 캐나다와 미국에서 만든 JAG/TI 모델이다.

캐나다와 미국은 매년 극심한 추위 때문에 체감온도에 대한 관심이 높다. 추위 때문에 목숨을 잃는 사람도 많다. 여기서 만든 체감온도 계산식은 직접 사람을 대상으로 실험해 만든 것이다.

실험에 참가한 12명의 사람은 얼굴 중 코, 턱, 이마, 뺨에 센서를 붙였다. 그리고 기온과 바람의 속력을 다르게 했을 때 피부의 온도와 열손실이 어떻게 되는지 측정해 아래와 같은 공식을 만들었다.

기상청 체감온도 사이트로 이동 하려면 아래 링크 클릭!▽

http://web.kma.go.kr/weather/lifenindustry/jisutimemap_A03.jsp

 


<수업안내>


1. 대상 : 초등 3학년 이상, 체감온도에 대해 알고 싶은 누구나.

2. 제목 : 추운 겨울, 체감온도 높이려면?

3. 수업 목표

① 온도의 뜻과 온도의 종류에 대해 알 수 있다.

② 체감온도의 뜻과 체감온도가 어떻게 만들어졌는지 알 수 있다.

③ 직접 체감온도를 계산해 보고, 체감온도를 높이는 방법을 알 수 있다.

4. 교과 연계

초등 3학년 1학기 과학(날씨와 우리 생활)

5. 수업 지도 순서

체감온도와 관련된 날씨 영상을 본 후, 온도의 뜻 종류에 대해 교사 설명하기 ▶ 체감온도의 뜻과 체감온도가 어떻게 만들어졌는지 수학동아 기사를 토대로 설명하기 ▶ 체감온도 구하는 공식을 토대로 직접 체감온도를 구하기 ▶ 체감온도에 따른 체감증상을 기상청 홈페이지를 접속해 확인하기 ▶ 체감온도의 한계점 설명하기


수학동아 2011년 01호